Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory
7.3.4. Principy resheniya obratnyh zadach elektrorazvedki.
Nakoplennyi material po fizicheskomu i matematicheskomu modelirovaniyu pryamyh zadach elektrorazvedki privel k sozdaniyu metodov resheniya obratnyh zadach, t.e. opredeleniyu teh ili inyh parametrov geoelektricheskogo razreza po nablyudennym grafikam , ili, naprimer, krivym KS. Reshenie obratnyh zadach neodnoznachno v silu ego nekorrektnosti, kak i vseh obratnyh zadach matematicheskoi fiziki. Nekorrektnost' proyavlyaetsya v tom, chto malym izmeneniyam nablyudennyh parametrov polya mogut sootvetstvovat' bol'shie izmeneniya parametrov razreza. Etot fizicheskii fakt poluchil nazvanie principa ekvivalentnosti. Principom ekvivalentnosti ob'yasnyaetsya, naprimer, nevozmozhnost' tochnogo opredeleniya moshnostei ( ) i udel'nyh elektricheskih soprotivlenii ( ) tonkih sloev, gorizontal'no sloistogo razreza, hotya takie parametry, kak prodol'nye provodimosti ( ) libo poperechnye soprotivleniya ( ), v opredelennyh razrezah rascchityvayutsya odnoznachno (sm. 9.1).
Metody resheniya obratnyh zadach elektrorazvedki yavlyayutsya osnovoi kolichestvennoi interpretacii dannyh elektrorazvedki (sm. 9). Sushnost' ih svoditsya k podboru i sravneniyu polevyh grafikov i krivyh s teoreticheskimi, poluchennymi v rezul'tate resheniya pryamyh zadach. Dlya etogo sozdany al'bomy tipichnyh teoreticheskih krivyh (paletki) ili programmy dlya ih teoreticheskogo rascheta s pomosh'yu EVM (sm. 9.1).
8. Apparatura, metodika i sushnost' raznyh metodov elektrorazvedki
8.1. Principy ustroistva i naznachenie apparatury dlya elektrorazvedki
Iz-za nalichiya mnozhestva metodov elektrorazvedki ispol'zuyutsya ili sozdayutsya special'no raznoobraznye komplekty apparatury i oborudovaniya. Sozdavaemye i vypuskaemye maloseriinye pribory bystro ustarevayut i nepreryvno sovershenstvuyutsya v napravlenii uvelicheniya chisla odnovremenno registriruyushih kanalov, komp'yuterizacii izmerenii i obrabotki informacii. Poetomu ostanovimsya lish' na principah ustroistva i naznacheniya osnovnyh grupp priborov. Dlya izucheniya nebol'shih glubin (do 500 m) ispol'zuyutsya perenosnye pribory i oborudovanie. Razvedka bol'shih glubin (svyshe 0,5 km) osushestvlyaetsya s pomosh'yu elektrorazvedochnyh stancii (ERS). Uskorennoe geologicheskoe kartirovanie i poisk poleznyh iskopaemyh na glubinah do 200 m vypolnyaetsya s pomosh'yu aeroelektrorazvedochnyh stancii.8.1.1. Obshaya harakteristika i naznachenie apparatury i oborudovaniya dlya elektrorazvedki
V komplekt apparatury i oborudovaniya obychno vhodyat sleduyushie bloki.- Mashinnye generatory, batarei, akkumulyatory postoyannogo toka, kotorye prednaznacheny libo dlya neposredstvennogo pitaniya zazemlenii, libo yavlyayutsya istochnikom energii dlya polucheniya napryazhenii raznoi chastoty i formy, pitayushie zazemleniya ili nezazemlennye kontury. Mashinnye generatory rabotayut ot dvigatelya avtomobilya ili benzoelektricheskih agregatov. Dlya rabot mogut ispol'zovat'sya nabory anodnyh batarei napryazheniem do 100 V ili akkumulyatorov.
- Izmeriteli ili registratory toka v pitayushih liniyah, sila kotorogo ( ) mozhet menyat'sya ot 0,01 do 100 A.
- Izmeriteli ili registratory raznostei potencialov (), prednaznachennye dlya opredeleniya amplitud, a na peremennom toke i faz signalov v priemnyh liniyah. Eto mogut byt' mikro- ili millivol'tmetry, oscillografy ili magnitnye registratory. Oni byvayut analogovymi, kogda signaly poluchayutsya v vidimoi forme na strelochnyh priborah, foto- ili rulonnoi bumage. Seichas chashe primenyayutsya cifrovye pribory, v kotoryh signaly kodiruyutsya v dvoichnom cifrovom kode, a zatem ih cifrovye znacheniya vysvechivayutsya na shkale pribora ili zapisyvayutsya na magnitofon. Izmeritel'nye i registriruyushie pribory dlya elektrorazvedki dolzhny otlichat'sya sleduyushimi tehnicheskimi harakteristikami: opredelennym chastotnym ili vremennym diapazonom; shirokim dinamicheskim diapazonom: predely izmerenii raznostei potencialov menyayutsya ot 0,01 do 1000 mV; porogovoi chuvstvitel'nost'yu poryadka 10 mkV i tochnost'yu v predelah ; vhodnym soprotivleniem svyshe 1 Mom; vysokoi pomehozashishennost'yu, osobenno ot pomeh promyshlennoi chastoty 50 Gc; inogda vozmozhnost'yu ruchnoi ili avtomaticheskoi ustanovki nulya pribora dlya kompensacii elektrodnyh raznostei potencialov; otsutstviem ili nalichiem mikroprocessorov, obespechivayushih izmerenie, kontrol' i obrabotku informacii; sposobami i istochnikami pitaniya elektronnyh shem; sposobnost'yu rabotat' v slozhnyh polevyh usloviyah i t.p.
- Elektrody-zazemliteli dlya gal'vanicheskogo sozdaniya polya v Zemle i izmereniya raznostei potencialov, proporcional'nyh napryazhennosti elektricheskogo polya. V kachestve elektrodov dlya pitayushih linii AV ispol'zuyutsya stal'nye, a dlya priemnyh linii MN - mednye ili latunnye elektrody dlinoi 0,3 - 1 m i diametrom 1 - 3 sm. V polyarizacionnyh metodah primenyayutsya nepolyarizuyushiesya elektrody, kotorye sostoyat iz zazemlyaemogo poristogo (keramicheskogo ili brezentovogo) sosuda s rastvorom mednogo kuporosa i mednogo sterzhnya v nem.
- Nezazemlennye kontury: petli diametrom do 4 km i ramki diametrom do 1 m, prednaznachennye dlya induktivnogo vozbuzhdeniya polya ili izmereniya napryazhennosti magnitnogo polya.
- Vspomogatel'noe oborudovanie, vklyuchayushee provoda nevysokogo soprotivleniya, bol'shoi mehanicheskoi prochnosti i s horoshei izolyaciei, katushki, kuvaldy i dr.
8.1.2. Perenosnaya apparatura.
Dlya elektrorazvedki nebol'shih glubin s poverhnosti Zemli i v gornyh vyrabotkah ispol'zuyutsya razlichnogo roda perenosnaya apparatura i oborudovanie, sostoyashie iz ryada blokov, obshei massoi 20 - 100 kg.
Perenosnaya generatorno-izmeritel'naya apparatura obychno prisposoblena dlya rabot odnim-dvumya metodami. Ona chashe vsego imeet odin-dva kanala izmereniya raznostei potencialov.
Dlya rabot na postoyannom toke i nizkoi chastote (do 20 Gc) primenyayutsya komplekty, sostoyashie iz generatora s akkumulyatornym ili batareinym pitaniem i mikrovol'tmetra. Primerom mogut sluzhit' otechestvennye izmeriteli kazhushihsya soprotivlenii (IKS), avtokompensator elektrorazvedochnyi (AE), apparatura nizkoi chastoty (ANCh) i dr.
Dlya nizkochastotnoi (10 Gc - 10 kGc) indukcionnoi razvedki v raznye gody izgotovlyalis':
- mikrovol'metry elektrorazvedochnye (MKVE) dlya izmereniya amplitud magnitnyh sostavlyayushih garmonicheskogo polya;
- apparatura dlya izmereniya osei ellipsa polyarizacii (EPP), prednaznachennaya dlya sozdaniya garmonicheskogo polya, a takzhe dlya opredeleniya bol'shoi, svyazannoi s pervichnym polem, i maloi, obuslovlennoi vtorichnym (anomal'nym) polem, osei ellipsa polyarizacii, kotorymi opredelyaetsya summarnyi vektor napryazhennosti magnitnogo polya;
- amplitudno-fazovye izmeriteli (AFI) dlya sozdaniya garmonicheskogo polya i izmereniya otnosheniya amplitud i raznostei faz magnitnyh sostavlyayushih polya v dvuh tochkah;
- apparatura metoda perehodnyh processov (MPP), kotoraya sluzhit dlya kommutacii postoyannogo toka batarei v pryamougol'nye impul'sy dlitel'nost'yu 20 - 50 ms, podachi ih v nezazemlennyi kontur i izmereniya v tom zhe ili drugom konture raznostei potencialov na vremenah ot 1 do 50 ms posle okonchaniya impul'sa.
V vysokochastotnoi elektrorazvedke (10 kGc - 10 mGc) mogut primenyat'sya:
- radiopriemniki-komparatory dlya provedeniya radiokomparacionnogo profilirovaniya, t.e. izucheniya polei sushestvuyushih sverhdlinnovolnovyh special'nyh ili dlinnovolnovyh shirokoveshatel'nyh radiostancii;
- generatory i izmeriteli vysokochastotnyh polei dlya dipol'nogo elektromagnitnogo profilirovaniya (DEMP);
- peredatchiki i priemniki so special'nymi antennami dlya radiovolnovyh prosvechivanii mezhdu skvazhinami i gornymi vyrabotkami, radiolokacii i t.d.
8.1.3. Elektrorazvedochnye stancii.
Pri elektromagnitnyh zondirovaniyah bol'shih glubin (do 10 km), kogda neobhodimy moshnye istochniki toka, a takzhe pri magnitotelluricheskih issledovaniyah primenyayutsya razlichnye elektrorazvedochnye stancii (ERS). Oni smontirovany na odnoi ili dvuh gruzovyh ili legkovyh avtomashinah. Na odnoi avtomashine, nazyvaemoi generatornoi gruppoi, raspolozheny odin ili dva generatora postoyannogo toka napryazheniem do 1000 V pri toke do 25 A, rabotayushie ot dvigatelya avtomobilya. S pomosh'yu tiristornogo kommutatora v pitayushuyu liniyu mogut peredavat'sya napryazheniya raznyh chastot ot 10-3 do 103 Gc. V generatornoi gruppe ustanovleny pribory dlya kontrolya, regulirovki, izmereniya sily toka v pitayushih liniyah. Na vtoroi avtomashine, nazyvaemoi izmeritel'noi ili polevoi laboratoriei, raspolozhena apparatura, prednaznachennaya dlya avtomaticheskoi registracii raznostei potencialov v analogovoi ili cifrovoi forme (inogda ona perenosnaya). Obychno stancii imeyut 5 kanalov, no inogda bol'she. V cifrovyh izmeritel'nyh stanciyah imeyutsya pribory dlya kodirovaniya signalov v cifrovuyu formu, chto obespechivaet vozmozhnost' obrabotki informacii s pomosh'yu personal'nyh komp'yuterov. V komplekt stancii vhodyat radiopriemniki, radioperedatchiki i drugoe oborudovanie.
Analogichnym obrazom ustroena elektrorazvedochnaya stanciya dlya morskih elektromagnitnyh zondirovanii.
8.1.4. Aeroelektrorazvedochnye stancii.
Aeroelektrorazvedochnye stancii - eto slozhnye elektronnye ustanovki, prednaznachennye dlya treh vidov aeroelektrorazvedki.
- S nazemnoi generatornoi gruppoi, pitayushei dlinnyi kabel' (do 30 km) tokom siloyu v neskol'ko amper, v intervale chastot ot 0,1 do 1 kGc, i raspolozhennoi na samolete ili vertolete izmeritel'noi laboratorii, kotoraya registriruet napryazhennost' magnitnogo polya etogo kabelya. Apparatura prednaznachena dlya rabot metodom dlinnogo kabelya (DK-A).
- Odnosamoletnyi variant s generatornoi i izmeritel'noi ustanovkami, smontirovannymi na odnom samolete ili vertolete. S pomosh'yu petlevoi generatornoi antenny sozdaetsya peremennoe pole, kotoroe izmeryaetsya special'nym magnitometrom, ustanovlennym libo na tom zhe letatel'nom apparate, libo v vynosnoi gondole. Apparatura prednaznachena dlya rabot metodami dipol'nogo profilirovaniya (DIP-A) ili perehodnyh processov (MPP-A).
- Dvuhsamoletnyi variant, kogda na odnom samolete raspolagaetsya generatornaya gruppa s petlevoi antennoi, a na drugom - izmeritel'naya laboratoriya tozhe s petlevoi antennoi. Takaya stanciya prednaznachena dlya rabot metodami DIP-A i MPP-A.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |